精密模具熱處理變形原因及預防措施，模具材質（zhì）對精密模具的影響

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就精密複雜模具（jù）變形狀況、變形原因作研究，來探（tàn）討減少和控製精密複雜模具變形的措施，以提高模具產品的質量和使用壽命。

一、精密模具材料的影響

1.模具的選材

某模具企業從選材（cái）和熱處（chù）理簡便考慮，選擇T10A鋼製造截麵尺寸相差懸殊、要求淬（cuì）火後變（biàn）形較小（xiǎo）的較複（fù）雜模具，硬度要求56-60HRC。熱處理後模具硬度符合技術要求，但模具變形較大，無法使用，造成模（mó）具報廢。後來（lái）該企業采用微變形鋼Cr12鋼製造，模具熱處理後硬度和變形量都符合要求。預（yù）防措施：製造精密複雜（zá）、要求變（biàn）形較小的模具（jù），要盡量選用微變形鋼，如空淬（cuì）鋼等。

2.模具材質的影響

某廠送來一批Cr12MoV鋼，製造較複雜模具，模具都帶有Φ60mm圓孔，模具熱處理後，部分模具圓孔（kǒng）出現橢圓，造成模具報（bào）廢。一般來說，Cr12MoV鋼是微變形（xíng）鋼，不應該出現較大變形。我們對變形嚴重（chóng）的（de）模具進行金相（xiàng）分（fèn）析發現，模具（jù）鋼中含有大量的共晶碳化物，且呈（chéng）帶狀和塊狀分布。

（1）模具橢圓（變形）產生的原（yuán）因

這是因為模（mó）具鋼中呈一定方向分布的不均勻碳化物的存在，碳化物的（de）膨脹係數（shù）比鋼的基體組織小30%左右，加熱時它（tā）阻止模具內孔膨脹，冷卻時又阻止模具內孔收縮，使模具內孔發生不均（jun1）勻的變形，從而使（shǐ）模具的圓孔出現橢圓。深圳五金模具

（2）預防措施（shī）

① 在製造精密複雜模具時，要盡量（liàng）選擇碳化物偏析較小的模具（jù）鋼（gāng），不要圖便（biàn）宜，選用小鋼廠（chǎng）生（shēng）產的材質較差的鋼材。

② 對存在碳化（huà）物（wù）嚴重偏析的模具鋼，要進行合理（lǐ）鍛造來打碎碳化物晶塊，降低碳化物不均勻分布的等級（jí），消除性能的各向異性。

③ 對鍛造後的模（mó）具鋼要進行調質熱處（chù）理（lǐ），使之獲得碳化物分布均勻、細小（xiǎo）和（hé）彌散的（de）索氏體（tǐ）組織、從而減少精密複雜模具熱處理後（hòu）的變形。

④ 對於尺寸較大或無法（fǎ）鍛造（zào）的模具，可采用固溶雙細化處理，使碳化物細化、分布均勻（yún），棱角圓整化（huà），可達到減（jiǎn）少模具熱處理變形的目的。

二、模具結構設計的（de）影響

有些模（mó）具選材和鋼的材質（zhì）都很好（hǎo），往往因為模具結構設計不合理，如薄邊（biān）、尖角、溝槽（cáo）、突變的台階、厚（hòu）薄懸殊（shū）等，造成模具熱處理後變形較大。

1.變形的原因

由於模（mó）具各處厚薄不均或（huò）存在尖銳（ruì）圓角（jiǎo），因此在淬（cuì）火時引起模具各部位之間的熱應力和（hé）組（zǔ）織應力的不同，從（cóng）而導致各（gè）部位體積膨脹的不同（tóng），使模（mó）具淬火後產生變形。

2.預防措施

設計模具時，在滿足實際生產需要的（de）情況下，應盡（jìn）量減少模具厚薄懸殊、結構不對稱，在模具的厚薄交界處，盡可能采用平滑過渡等結構設計。根據模具的變形規律預留加工餘量，在淬火（huǒ）後不致於因為（wéi）模具變形（xíng）而使（shǐ）模具報廢。對形狀特別複雜的模具，為使淬火時冷卻均勻，可采用組合結構。

三（sān）、模具製造工序及殘餘（yú）應力的影響

在工廠經常發現，一些形狀複雜、精度要求高的模具，在熱（rè）處理後變形較大，經認（rèn）真調查後發現，模具（jù）在機械加工和Z後熱處理階段未進行任何預（yù）先熱處理。

1.變形原因

機械加工（gōng）過程中的殘餘應力和淬火後的應力疊加（jiā），增大了（le）模具（jù）熱處理後的變形。

2.預防措施

（1）粗加工後、半精加工前應進行一次去應力退火，即（jí）（630-680）℃×（3-4）h爐冷至500℃以（yǐ）下出爐空冷，也可采用400℃×（2-3）h去應力處理。

（2）降低淬火溫度，減少淬火後的殘餘應力。

（3）采用淬油170oC出油空冷（分級淬火（huǒ））。

（4）采用等溫淬火工藝可減少淬火（huǒ）殘餘應力。

采用以上措施可使模具淬火後殘餘應力減少，模具變（biàn）形較小。

四、熱處理加熱工（gōng）藝的影響

加熱速度（dù）的影響

模具熱處理後的變形一般都認為是冷卻造成（chéng）的，這是不正確的。模具特別是複雜模具，加工工藝的正確與否對模具（jù）的變形往往產（chǎn）生較大的影響，對一些模具加熱工藝的（de）對比可明顯看出，加熱速度較快，往往產生較大的變形。精密零件

（1）變形原因

任何金屬加熱時都要膨脹，由於鋼（gāng）在加熱時，同一個模具內，各部分的溫（wēn）度不均（即加熱的不均（jun1）勻）就必然會造成模具內各部分（fèn）的膨脹的（de）不一（yī）致（zhì）性，從而（ér）形成因加熱不均的內應力。在鋼的相變點以下溫度，不均勻的加熱主要產生熱應力，超過相變溫度加熱不均勻（yún），還會（huì）產生組織轉變的不等時性，既產生組織應力。因此加熱速度越快，模具表麵與中心部的溫度差別越大，應力也越大，模具熱處理後產生的變形也越大。

（2）預防措施

對複雜模具在（zài）相變點以下加熱時應緩慢加熱。一般來說，模具（jù）真空熱處理變形要比（bǐ）鹽浴爐加熱淬火小（xiǎo）得多。采用預熱（rè），對於低合金鋼（gāng）模具可采用一次預熱（550-620oC）；對於高合金鋼模具應采用二次預熱（rè）（550-620oC和800-850oC）。